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不知從何時(shí)起,，HDR的名字開始出現(xiàn)在各大廠商的宣傳語之中,，從電視到投影儀，甚至近兩年來的手機(jī),，都喜歡給自己的產(chǎn)品套上一個(gè)“支持HDR”的名號(hào)進(jìn)行包裝,。作為一個(gè)2015年才真正誕生的標(biāo)準(zhǔn)化名詞，HDR普及的迅速程度遠(yuǎn)超大家的想象,，那么就讓我們來了解一下,，在廠商們紛亂的廣告語之中，到底什么才是真正的HDR,？
我們?yōu)槭裁葱枰狧DR,？對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者，第一次接觸到HDR這個(gè)名詞恐怕是在手機(jī)拍照,。其實(shí)HDR技術(shù)用于拍照的歷史可以追溯到膠片時(shí)代,，幾十年前，攝影師就會(huì)拍攝數(shù)張不同曝光程度的底片,，并在暗房使用一種叫做減淡和加深（dodging and burning）的手法,，將數(shù)張底片合成為一張具有高動(dòng)態(tài)范圍的照片。隨著數(shù)碼攝影的出現(xiàn),，HDR（High-Dynamic Range 高動(dòng)態(tài)范圍圖像）將暗房里的技術(shù)帶入了相機(jī)成像傳感器,，通過同一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行多種不同的曝光，最后進(jìn)行多張合成,，最終增強(qiáng)照片動(dòng)態(tài)的范圍,，增加照片的層次感。而在影視行業(yè)HDR（High Dynamic Range）算是新生概念,，和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍SDR（Standard Dynamic Range）相比,，HDR具有有更寬的色彩范圍，更亮的亮度上限和更黑的亮度下限，同時(shí)在對(duì)比度,、灰度分辨率等維度上對(duì)影像質(zhì)量上進(jìn)行了整體提升,，給體驗(yàn)者帶來更具沉浸式的感受。真實(shí)世界的亮度范圍是十分廣闊的,，而人眼能感知到的亮度范圍也能十萬尼特左右,。舉個(gè)例子，用分光色度計(jì)測(cè)量向著陽光盛開的花朵,，其黃色區(qū)域亮度最高可達(dá)14700尼特,，邊緣的紅色是2300尼特，中央的花蕊和綠葉只有200尼特以下,，但這張照片在窄色域,、亮度普遍不超過100尼特，對(duì)比度也只有1000：1的SDR顯示效果下色彩會(huì)暗淡很多,，而隨著技術(shù)的發(fā)展,，HDR技術(shù)色域廣、普遍亮度在1000尼特,，對(duì)比度甚至能達(dá)到上萬,，雖然還是遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，但比三十年前的SDR還是前進(jìn)了一大步,。
HDR的繁多標(biāo)準(zhǔn) 目前在業(yè)界，HDR標(biāo)準(zhǔn)還沒有一個(gè)最終定義：主流的有美國(guó)消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)主推的HDR10,，杜比推出的Dolby Vision,，三星的HDR10+，BBC和NHK聯(lián)合制定的HLG格式,，UHD Premium等,，如果你想了解各大廠商在都分別屬于哪種“HDR陣營(yíng)”，請(qǐng)參考The HDR Ecosystem Tracker (mid-2019),。HDR標(biāo)準(zhǔn)大致可以分為兩派,，一種是只有硬件使用建議的HDR標(biāo)準(zhǔn)，一種是有明確硬件規(guī)定的HDR標(biāo)準(zhǔn),，前者的代表是HDR10,、Dolby Vision和HDR10+、后者則是UHD Premium和DisPlayHDR,。 親民的HDR10 HDR10是消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)2015年宣布的開放標(biāo)準(zhǔn),，使用它不需要支付任何版權(quán)費(fèi)，其中的“10”來自于10位色深,，除了色深之外,，HDR10建議使用廣色域Rec.2020、PQ（SMTPE ST2084）絕對(duì)值顯示,，以及靜態(tài)數(shù)據(jù)處理方式,。HDR10是最基礎(chǔ)的HDR標(biāo)準(zhǔn),，也是目前應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有的主流電視制造商以及流媒體廠家都支持HDR10,，好萊塢的七大電影公司 （索尼,、二十世紀(jì)福克斯,、迪士尼,、華納兄弟、派拉蒙,、環(huán)球,，以及新晉的Netflix）也都會(huì)采用HDR10來制作高清藍(lán)光格式的資源。除了上述影像領(lǐng)域的資深廠商,，Xbox One,、PS4以及Apple TV 4K等客廳娛樂終端也都支持HDR10。但HDR10盡管應(yīng)用最廣泛,，但它的缺點(diǎn)也很明顯,，HDR10的出發(fā)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)流媒體和高清電視節(jié)目，很少會(huì)考慮普通電視的收看需求（廣播電視,、電影）,。如上圖所示的Rec.2020廣色域，除了部分流媒體會(huì)去嘗試,，電影行業(yè)還是會(huì)老老實(shí)實(shí)的用P3,，純種HDR10節(jié)目并不好找。更別提電視本身能達(dá)到P3就已經(jīng)是優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)了,，規(guī)定建議的Rec.2020廣色域沒有實(shí)際意義,。不僅如此，如果在一臺(tái)非HDR電視上去顯示HDR10內(nèi)容,，會(huì)出現(xiàn)兩種情況,，一是無法解碼導(dǎo)致花屏，二就算能解碼,，影片中的高亮部分也會(huì)直接被砍掉,，這個(gè)原因就在于上文所提的PQ顯示。PQ顯示是杜比研發(fā)出的一套光電轉(zhuǎn)換算法,，有著更符合人類視覺感知的伽瑪曲線,，處理亮度的絕對(duì)值高達(dá)10000尼特，但缺點(diǎn)是它完全不會(huì)按照顯示設(shè)備的亮度來進(jìn)行“適配”,。一臺(tái)電視最大亮度到300尼特,，就顯示到300尼特，原片場(chǎng)景高于這個(gè)數(shù)字的直接一刀切，都按照300尼特顯示,，完全沒有區(qū)分度,。為了解決這個(gè)問題，以廣播電視節(jié)目為主的BBC和NHK才另做了一套HLG算法,，針對(duì)非HDR電視進(jìn)行優(yōu)化,，把所有場(chǎng)景亮度盡量平均的往下降，在盡可能的在最大只有300尼特的電視下做出原本1000尼特之間的區(qū)分度,。這也誕生出了另外一個(gè)問題：部分電視廠商開始標(biāo)注諸如“支持HDR/HLG標(biāo)準(zhǔn)”來作為噱頭,，但只是在電視內(nèi)放了一塊HDR解碼芯片保證不花屏，硬件配置卻不敢恭維,，亮度只有300尼特,，卻堂而皇之標(biāo)注著HDR。說到底,，HDR10只是建議1000尼特,，但是對(duì)具體亮度并沒有過多的要求，給了這些廠商可乘之機(jī),。HDR10標(biāo)準(zhǔn)上下限過高,，缺乏嚴(yán)格定義，是低端“HDR電視”爛大街的一個(gè)重要原因,。 杜比視界：HDR的王者 杜比視界是當(dāng)前HDR的最高標(biāo)準(zhǔn),，由杜比實(shí)驗(yàn)室提出并定制的非開放標(biāo)準(zhǔn)，若要使用此標(biāo)準(zhǔn)則需要交付版權(quán)費(fèi)用（每臺(tái)電視機(jī)三美元）,。其實(shí)杜比視界和HDR10算是師出同門,，杜比實(shí)驗(yàn)室就參與了諸多HDR標(biāo)準(zhǔn)的制定，譬如上文提到的PQ絕對(duì)值顯示,，所以杜比視界很多標(biāo)準(zhǔn)和HDR10等同,，采用了Rec.2020廣色域,， PQ絕對(duì)值顯示,，但和HDR不同的是，杜比視界采用 12bit 色深,，并且支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu),。并且杜比視界可以完全兼容HDR10，針對(duì)非HDR電視,，也可以自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,。首先是12 位色深，我們?cè)谝郧俺３Ｂ牭絏X手機(jī)或者電視支持1600萬色,，那是因?yàn)樵贖DTV時(shí)期,，8位色深最多可以顯示1600萬種顏色，而近幾年，在支持10位色深的HDR10標(biāo)準(zhǔn)下,，可以顯示10.7 億種顏色,，但杜比視界的12位色深則更進(jìn)一步，可以顯示680億種顏色,，杜比視界相比HDR10能夠支持更豐富的色彩顯示,。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu)又是什么？它可以在視頻流場(chǎng)景轉(zhuǎn)換的過程中,，將顏色和局部亮度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,，可以更準(zhǔn)確地還原事物的本來面目，實(shí)現(xiàn)更好的顯示效果,。而HDR10只采用靜態(tài)數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu),，在處理轉(zhuǎn)換局部信息時(shí)，只能依照全局視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，無法讓轉(zhuǎn)換場(chǎng)景更加突出,。我們以同樣支持動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)的HDR10+標(biāo)準(zhǔn)為例，在同樣的日出場(chǎng)景中,，隨著太陽的逐漸升起,，你是能看到陽光是怎樣逐漸照亮局部的云層和海面的，凸顯出層次感,；但放到HDR10里,，可能就只會(huì)看到屏幕整體亮度在一點(diǎn)點(diǎn)的提升，沒有“逐漸升起”的感覺,。不過說了那么多,，目前消費(fèi)端的電視，并沒有能夠支持12色深的產(chǎn)品出現(xiàn),，并且1000尼特的要求也鮮少有人達(dá)到,，杜比在消費(fèi)端認(rèn)證并不如工業(yè)端那么嚴(yán)格，但即便如此,，敢拿杜比視界做背書的電視,，都是優(yōu)秀電視（價(jià)格也很優(yōu)秀）。雖然不如HDR10普及,，但是杜比視界也是近兩年的熱門標(biāo)準(zhǔn),，如今好萊塢七大電影公司均有支持杜比視界和杜比全景聲的作品，國(guó)內(nèi)外的流媒體也都上線了杜比視界和杜比聲效的相關(guān)支持,。若要去體驗(yàn)杜比視界的震撼力,，也可以直接去杜比影院（不是支持“杜比全景聲”的影院）觀賞，原生12色深,、上百萬的對(duì)比度（IMAX對(duì)比度通常不到一萬）,、較普通IMAX亮度提升兩倍的熒幕,，相信能給你留下深刻印象。 業(yè)界新星HDR10+
HDR10+誕生的緣由很簡(jiǎn)單,，是三星對(duì)標(biāo)杜比視界制定的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),，相當(dāng)于HDR10的進(jìn)化版。HDR10+和杜比視界是唯二支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu)的HDR標(biāo)準(zhǔn),，和杜比不同的是,，HDR10+也是開放標(biāo)準(zhǔn)，旨在用更低廉的價(jià)格來獲得更好的視聽體驗(yàn),。關(guān)于HDR10+可以說的不多,，在HDR本身都是一個(gè)比較新的概念的現(xiàn)狀下，HDR10+標(biāo)準(zhǔn)更是稚嫩,，好萊塢影業(yè)開始試水HDR10+也就是近一年的事,，不過作為新興標(biāo)準(zhǔn)，HDR10+的發(fā)展也足夠迅猛,，并且也積極的在加快對(duì)顯示器和移動(dòng)設(shè)備的相關(guān)認(rèn)證,。 到底什么才是真HDR？UHD告訴你
前面我們介紹了許多關(guān)于HDR的標(biāo)準(zhǔn),，但可以看出,，HDR認(rèn)證本身并沒有一個(gè)明晰的參數(shù)（換句話說越貴越好，牌子越大越好）,，那么真正頂級(jí)的HDR該是什么樣子,？UHD Premium給了我們答案，UHD是UHD聯(lián)盟制定的第一個(gè)消費(fèi)類設(shè)備HDR顯示標(biāo)準(zhǔn),，主要規(guī)范了液晶,、OLED電視HDR顯示效果，具體規(guī)范如下：- LCD屏幕亮度達(dá)到1000尼特以上/黑位低于0.05尼特
- OLED屏幕亮度540尼特以上/黑位低于0.0005尼特
但不知為何獲得UHD認(rèn)證的電視出奇的少,，但依舊不妨礙我們用此當(dāng)參照物去衡量一個(gè)優(yōu)秀“真HDR”電視的標(biāo)準(zhǔn),。 DisPlayHDR，專屬于顯示器的HDR DisplayHDR是專門針對(duì)顯示器市場(chǎng)推出的標(biāo)準(zhǔn),，分為HDR 400,、HDR 500、HDR 600以及HDR 1000,，數(shù)字后綴和HDR10沒有關(guān)系,，純粹是指能達(dá)到的最大亮度,。隨著OLED顯示器和Micro LED顯示器的出現(xiàn),，DisPlayHDR也一直在調(diào)整自己的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，但在今天的顯示器市場(chǎng)依舊有著比較權(quán)威的地位,。對(duì)于大眾玩家HDR 400是不錯(cuò)的入門標(biāo)準(zhǔn),，峰值亮度要達(dá)到400尼特,，持續(xù)亮度320尼特，黑位通道亮度最低0.4尼特,、角亮度最低0.1尼特,，色域達(dá)到95% rec.709，色深達(dá)到8位,，全局調(diào)光,。實(shí)話說這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在當(dāng)今的顯示器市場(chǎng)下，屬實(shí)不算高,，但根據(jù)DisPlayHDR的制定者表示,，達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)的顯示器在市面上也就占到15%左右。對(duì)于顯示器有一定追求的玩家,，我們更推薦HDR 600的顯示器：峰值亮度600尼特,，持續(xù)亮度350尼特，黑位必須低于0.1尼特,，大于90%的P3色域,，10位色深，動(dòng)態(tài)分區(qū)背光,，并且黑白亮度響應(yīng)時(shí)間小于8幀,。 手機(jī)上的HDR？如今除了電視和顯示器領(lǐng)域,，手機(jī)HDR顯示也弄得風(fēng)生水起,，除了手機(jī)屏幕TOP2的蘋果三星之外，如今越來越多的國(guó)產(chǎn)廠家也宣傳自己的手機(jī)支持HDR,、HDR10+,、杜比視界等等，諸如YouTube,、Netflix等網(wǎng)站也針對(duì)部分設(shè)備上線了HDR模式,，移動(dòng)設(shè)備究竟能不能承擔(dān)HDR的重任呢？答案很復(fù)雜,，事實(shí)上,，大多數(shù)“Mobile HDR”標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)電視而言或多或少都有縮水,，就用iPhone 11和iPhone 11 Pro為例,，兩者都支持HDR和杜比視界，但是兩者的對(duì)比度可謂是天差地別（1500：1和1000000：1）,，只有在比較頁(yè)面才會(huì)寫一句,，OLED屏幕的iPhone“支持高動(dòng)態(tài)范圍顯示”，除此之外我們也找不到蘋果口中“高動(dòng)態(tài)范圍”的任何細(xì)節(jié),。三星和一加7TPro的HDR10+認(rèn)證也是如此,，并沒有相關(guān)硬件標(biāo)準(zhǔn)流出,，較難令人信服。但縱觀諸多評(píng)測(cè),，iPhone,、三星和一加的屏幕在今年無疑公認(rèn)是頂級(jí)的，而且不止這些廠商宣傳HDR,、國(guó)內(nèi)的OVHM也都紛紛把HDR屏幕當(dāng)成主要賣點(diǎn),，那么該如何辨別這些是不是“真HDR”？這就又到了UHD聯(lián)盟出場(chǎng)的時(shí)刻了,，事實(shí)上,，他也做了有關(guān)手機(jī)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)Mobile HDR Premium，讓我們來一窺究竟,。- 60ppd（在ppi上加上了雙眼距離屏幕的算法,，20cm距離下約為300ppi）
如果按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，那么很遺憾,，所有手機(jī)全部陣亡……不過Mobile HDR Premium還是給三星galaxy S8和S9系列加了個(gè)認(rèn)證,，但包括后來的S10，都沒有通過這個(gè)手機(jī)上最嚴(yán)的HDR標(biāo)準(zhǔn),，但S8和S9的色深也不到10位（10位色深的只有擁有LCD頂級(jí)屏幕的夏普AQUOS R3）,，恐怕是UHD聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)自己設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)過于嚴(yán)苛，根本沒人過的了,。但是有了S8和S9作為標(biāo)桿,，那么能夠有資格稱為“HDR屏幕”的OLED移動(dòng)設(shè)備就有很多了：至于LCD屏幕，以iPhone 8 Plus作為標(biāo)桿即可（低點(diǎn)要求iPhone 8就足夠）以上述標(biāo)準(zhǔn)參照物的話,，國(guó)內(nèi)宣傳支持HDR顯示的小米9和MIX3,、華為P20之后的所有華為旗艦，都是毋庸置疑的“HDR”屏幕,，諸位可以根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)來參照一下自己的手機(jī),。 HDR的融合 盡管當(dāng)下的HDR有著各種標(biāo)準(zhǔn)令人頭昏腦漲，但不可否認(rèn)的一點(diǎn)是,，自HDR標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)后,，越來越多的消費(fèi)者開始注意到了屏幕顯示的重要性，對(duì)于電視顯示器手機(jī)的要求也不再是幾年前的“色溫越冷越好”,、“能用就行”,，HDR概念的迅速普及，也確實(shí)讓市場(chǎng)找到了一個(gè)相對(duì)可靠的標(biāo)準(zhǔn)去檢驗(yàn)屏幕的優(yōu)劣,。還要注意到的一點(diǎn)事,，以上介紹的HDR標(biāo)準(zhǔn)并不是排他性使用，而都是采用了互相兼容的策略,，并且像杜比視界和HDR10,，是從工業(yè)端便開始注重HDR內(nèi)容的生產(chǎn)和規(guī)范。HDR標(biāo)準(zhǔn)的相互兼容性保證了現(xiàn)在高端電視都能很容易地同時(shí)支持HDR10+和杜比視界,，很多舊電視只要升級(jí)固件就能兼容新標(biāo)準(zhǔn),，讓消費(fèi)者不用顧此失彼總歸是一件好事。相信在未來,，HDR最終會(huì)合并成為一個(gè)通用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，我們也相信從影院熒幕到手機(jī)屏幕，盡管不能百分百的彌補(bǔ)彼此硬件之間的差距,，但通過廠商和規(guī)則制定者的努力,，我們?nèi)匀荒茉谛∑聊蛔畲笙薅鹊母惺艿浆F(xiàn)代影像技術(shù)的飛躍。
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